摘要:本文介紹了以尿素作為還原劑的 SNCR 脫硝技術(shù)特點(diǎn)以及脫硝設(shè)備。提出老廠SNCR脫硝改造需注意的問(wèn)題，為改造方案提供有利的借鑒。

關(guān)鍵詞:環(huán)保,電廠,脫硝,SNCR,尿素

利港電廠三期 2 臺(tái) 600MW 燃煤發(fā)電機(jī)組于2006年12月同時(shí)投產(chǎn)。該機(jī)組鍋爐采用 Alstom 技術(shù)設(shè)計(jì)，由上海鍋爐廠生產(chǎn)。鍋爐采用爐膛分級(jí)燃燒以及燃盡風(fēng)的低 NOx 切圓燃燒技術(shù)，此外還配備了以尿素作為還原劑的 SNCR 脫硝裝置。由于鍋爐本身設(shè)有低 NO燃燒器，NO的排放濃度已低于現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，所以利港電廠要求 SNCR 的脫硝效率僅在 25% 以上。實(shí)際證明，低NOx 燃燒器與SNCR技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了良好的脫硝效果。為便于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝，制造商采用模塊化的供貨方式。每個(gè)模塊在脫硝流程中都具備一定的功能。具體如下：

1 循環(huán)模塊

循環(huán)模塊的作用將儲(chǔ)存罐中 50% 濃度的尿素溶液輸送至鍋爐上部平臺(tái)的分配模塊并在尿素溶液儲(chǔ)罐和計(jì)量模塊之間循環(huán)，以保證反應(yīng)劑的持續(xù)供應(yīng)并保持尿素溶液維持一定的溫度。

2 墻式噴射器與多噴嘴噴射器

由于尿素溶液存在一定的腐蝕性，尿素溶液噴入爐膛的噴射器全部用 3.6L 不銹鋼制造。墻式噴射器分布在鍋爐前墻、燃燒器的上方，其外形類似于鍋爐短式吹灰器，多個(gè)噴射器成為組�？梢韵胂�，僅憑前墻墻式噴射器無(wú)法使還原劑在爐膛內(nèi)均勻混合。這樣就不能得到高的脫硝效率。所以必須增加多噴嘴噴射器。多噴嘴噴射器分布在鍋爐兩側(cè)墻，其外形類似于鍋爐伸縮式吹灰器。為保證還原劑在整個(gè)鍋爐寬度方向?qū)?NOx 進(jìn)行有效攔截，多噴嘴噴射器設(shè)若干對(duì)噴嘴，噴嘴數(shù)量視爐膛內(nèi)管屏間距而定。通過(guò)霧化空氣，形成霧化顆粒狀的尿素被送入鍋爐煙氣中。由于多噴嘴噴射器在爐膛中的工作溫度較高，所以在噴射器內(nèi)部通有除鹽水作為多噴嘴噴射器冷卻水。多噴嘴槍噴射器配帶減速箱的電動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，當(dāng)噴射器不使用、噴射器套管冷卻水流量不足、冷卻水溫度高或霧化空氣流量不足時(shí)，多噴嘴槍噴射器會(huì)自動(dòng)從鍋爐中退出。

3 計(jì)量站模塊

噴射區(qū)計(jì)量模塊是脫硝控制的核心裝置，用于精確計(jì)量和獨(dú)立控制到鍋爐或焚化爐內(nèi)每個(gè)噴射區(qū)的尿素溶液濃度。該模塊采用獨(dú)立的化學(xué)劑流量控制，通過(guò)區(qū)域壓力控制閥與就地 PLC 控制器的結(jié)合并響應(yīng)來(lái)自于機(jī)組燃燒控制系統(tǒng)、NOx 和氧監(jiān)視器的控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)劑流量，對(duì) NOx 濃度、鍋爐負(fù)荷、燃料或燃燒方式的變化做出響應(yīng)，打開或關(guān)閉噴射區(qū)或控制其質(zhì)量流量。

4 分配模塊

分配模塊用來(lái)控制到每個(gè)噴槍的霧化/冷卻空氣、混合的化學(xué)劑和冷卻水的流量�？諝�、混合的化學(xué)劑可以在該模塊上調(diào)節(jié)，達(dá)到適當(dāng)?shù)目諝?液體質(zhì)量比率，取得最佳的 NOx 還原效果。

選擇 SNCR 工藝需注意的問(wèn)題

（1）目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)成的 50% 尿素溶液采購(gòu)，所以電廠需從化肥廠買來(lái)袋裝尿素自行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解過(guò)程是吸熱反應(yīng)，其溶解熱高達(dá) -57.8cal/g（負(fù)號(hào)代表吸熱）。也就是說(shuō)，當(dāng)1克尿素溶解于 1 克水中，僅尿素溶解，水溫就會(huì)下降57.8℃。而 50% 的尿素溶液的結(jié)晶溫度是 16.7℃。所以，在尿素溶液配制過(guò)程中需配置功率強(qiáng)大的熱源，以防尿素溶解后的再結(jié)晶。在北方寒冷地區(qū)的氣象條件下，該問(wèn)題將會(huì)暴露的更明顯。

（2）在整個(gè)脫硝工藝中，尿素溶液總是處于被加熱狀態(tài)。若尿素的溶解水和稀釋水（一般為工業(yè)水）的硬度過(guò)高，在加熱過(guò)程中水中的鈣、鎂離子析出會(huì)造成脫硝系統(tǒng)的管路結(jié)垢、堵塞。因此，必須在尿素中添加阻垢劑或采用除鹽水作為脫硝工藝水。

（3）由于多噴嘴噴射器工作在爐膛內(nèi)部高溫區(qū)，為防止噴射器冷卻水管路內(nèi)部結(jié)垢。需采用除鹽水作為多噴嘴噴射器冷卻水。一般來(lái)說(shuō)，除鹽水來(lái)自凝汽器。凝水泵送并經(jīng)減壓后進(jìn)入多噴嘴噴射器，與多噴嘴噴射器換熱、減壓后再返回凝汽器。單個(gè)多噴嘴噴射器所需冷卻水在 10-15 噸之間。所以，在老機(jī)組改造中必須考慮是否有除鹽水的富裕量。

（4）在SNCR脫硝工藝中，廠用氣的耗量也是較大的。噴射霧化需要廠用氣，設(shè)備的冷卻需要廠用氣，管路吹掃也需要廠用氣。有資料表明，2×600MW 機(jī)組脫硝平均需消耗 50Nm3/min。在老機(jī)組改造中也需要考慮廠用氣的富裕量。

（5）電廠對(duì)粉煤灰有較好的綜合利用能力或燃煤的硫份較高時(shí)，則 SNCR 工藝的氨逃逸率不宜超過(guò)10ppm。

總結(jié)和建議

SNCR 脫硝技術(shù)占地面積小、對(duì)鍋爐改造的工作量少、施工安裝周期短、節(jié)省投資，較適合于老廠改造。

尿素顆�；蚰蛩厝芤涸谶\(yùn)輸和儲(chǔ)存的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于液氨，以尿素作為還原劑的 SNCR 技術(shù)對(duì)于場(chǎng)地受限的電廠的脫硝改造將有一定優(yōu)勢(shì)。

由于SNCR 脫硝效率較低，SNCR 可以協(xié)同低NOx 燃燒器改造或簡(jiǎn)易 SNCR 等其他脫硝方式，在優(yōu)化投資成本的前提下以期獲得滿意的脫硝效率。

建議在脫硝改造前的項(xiàng)目可行性研究中，應(yīng)對(duì)電廠的工業(yè)水源、電源、汽源、氣源、除鹽水量及其輸送能力的備用情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，從而找到適合本廠的最優(yōu) SNCR 脫硝方案。

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